Электронетта (EMS): 5 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:48

Цель этого проекта состояла в том, чтобы сосредоточиться на создании нового, вычислительно-обогащенного «сенсорного расширения» для образовательных целей, цель - дать студентам возможность разрабатывать и создавать свои собственные сенсорные приложения, и таким образом они будут изучать различные информатики. и темы нейробиологии. Созданное устройство HCI называется Electronette. Electronette - это устройство для электрической стимуляции мышц, устанавливаемое на руку, для расширения чувствительности с помощью электродов и реагирования тактильным сигналом для пользователя.

Этот материал основан на работе, поддержанной Национальным научным фондом в рамках гранта № 1736051.

Проект был разработан в Craft Tech Lab Университета Колорадо в Боулдере.

Я думаю, что лучший способ начать это руководство - использовать приложения Electronette, которые можно увидеть на видео выше. С помощью Electronette я хотел дать пользователю возможность настраивать движения пальцев с целью позволить пользователю играть на инструментах, с которыми он никогда раньше не сталкивался, дать тем, у кого парализованная рука, возможность иметь заранее запрограммированные процедуры гимнастики пальцев, изучить различные положения пальцев для подачи бейсбола, а также сделать так, чтобы устройство было тактильным устройством вывода, аналогичным вибрационным двигателям. Хотя все это очень высокие цели, я считаю, что Electronette способна достичь некоторых из них.

Как устройство EMS / TENS, Electronette замыкает цепь, используя человеческое тело, которое в зависимости от напряжения может вызывать непроизвольное сокращение групп мышц; заставляя пальцы подергиваться, руки двигаться, руки хвататься и многое другое. Electronette - это относительно настраиваемое устройство, которое принимает электрический ток либо от блока TENS, либо от ручного блока EMS (если вы используете собственное устройство, убедитесь, что оно запускается с очень низким током и всегда используйте переменный ток). Затем вы разделите этот сигнал на два канала, один будет (+), а другой (-). В зависимости от количества электродов, которое вы хотите, вы соедините каналы в реле. Реле будет управляться Arduino. Наконец, вы подключаете электроды к другим клеммам реле и реализуете код.

Если у вас есть какие-либо вопросы, вы хотите следить за моей работой или просто обсуждать идеи, пожалуйста, сделайте это в моем Twitter: @ 4Eyes6Senses.

ВНИМАНИЕ: пожалуйста, прочтите лист с предупреждениями о безопасности, который можно найти - здесь - перед использованием любого типа устройства, которое передает напряжение через ваше тело, обязательно прочтите, есть ли у вас какие-либо имплантированные электронные устройства или аналогичные медицинские проблемы, и определите, следует ли вам избегать, я думаю, что EMS - это круто но не так уж и круто. Обратите внимание, что это руководство предназначено только для руки. Я никоим образом не несу ответственности за любые повреждения или проблемы, возникшие у вас в результате использования этого устройства, пожалуйста, будьте осторожны, прочитав EMS и узнайте, есть ли какие-либо опасности, которые могут помешать вам использовать это устройство.

Запасы

Устройство TENS / EMS (это может быть любое устройство TENS или EMS, просто убедитесь, что он работает в «Нормальном» режиме и поставляется с подводящими проводами)

Модуль многоканального реле (для этого руководства я использовал 16-канальное реле, которое можно найти здесь)

Arduino UNO или Mega (зависит от количества реле)

2 макетных автобуса

Красный и синий ленточный кабель

Комплект штифта и корпуса Dupont

Повышающий повышающий преобразователь DC-DC (для питания реле)

Шаг 1. Настройте реле и кабели

Шаг 1: После того, как вы выбрали блок EMS / TENS (для этой инструкции я использую TENS 7000, но я также использовал альтернативные варианты), замените концы выводного провода TENS на разъемы «папа». Сделайте это еще раз с любым дополнительным кабелем TENS, который у вас есть, но на этот раз обрежьте штекер блока TENS, а не штыревые разъемы, вы будете использовать их позже.

Шаг 2: Подключите новые разъемы к одной шине каждый, вставьте один контакт в «+», а другой - в «-». Неважно, какой кабель вы выберете для VCC или GND (рисунок 2).

Шаг 3: Подключите кабели к сторонам «+» и «-» шины (рисунки 2, 3 и 4).

Шаг 2: разделите ток на два канала

Шаг 1. Выберите реле, которое вы хотите использовать (для этого руководства я использую 16-канальное реле) (рисунок 1).

Шаг 2: Подключите кабели шины «+» к общей клемме реле (средняя клемма), затем повторите с кабелями шины «-» на реле, расположенных на другой стороне.

Шаг 3. Используя дополнительные 2-миллиметровые штыревые разъемы, вырезанные из кабелей TENS, подключите их к нормально разомкнутому контакту (правый разъем) (рис. 2 и 3). Вы можете подключиться к терминалу NC (левый терминал), вам просто нужно будет позже изменить код.

Шаг 3: подключите Arduino к реле

Шаг 1: Подключите контакты блока реле к Arduino с помощью радужного кабеля, не стесняйтесь выбирать собственное расположение контактов, просто не забудьте изменить код, чтобы отразить это.

Шаг 2: Если вы используете 16-канальное реле, вам понадобится дополнительный источник питания для релейного блока. подключите Arduino 5V и GND (рисунок 2) к «входной» стороне усилителя постоянного тока. Установите выход усилителя на 12 В, затем подключите усилитель к плате реле (рисунок 2).

Шаг 4: Реализация кода и размещение электродов

Включен код для начинающих, чтобы показать, как управлять Electronette с помощью датчика. Если вы поменяли клеммы реле, вам нужно поменять местами выражения HIGH и LOW. Пока Arduino выключен, я бы посоветовал вам включить блок TENS и посмотреть, какой уровень лучше всего подходит для вас или человека, носящего Electronette. Пожалуйста, будьте осторожны, чтобы не активировать все несколько пэдов одновременно, так как это может быть слишком много для вас, я рекомендую активировать только один или два набора пэдов одновременно.

После загрузки кода в Arduino вы захотите начать добавлять электроды, которые будут контролировать вашу руку. Я предлагаю вам ознакомиться с физиологией руки человека, чтобы увидеть, какие группы мышц руки вы хотите контролировать (рисунок 1). Я также включил фотографии мест, где я разместил электроды (рисунки 2, 3 и 4). Убедитесь, что пара подушечек «+» и «-» остается на одной руке, не разделяйте их между несколькими частями тела.

Вы также можете использовать Electronette строго как тактильное устройство вывода. Если вы установите устройство TENS достаточно низко, вы должны почувствовать ощущение, подобное вибрационному двигателю, попробуйте!

Шаг 5: Готово

Теперь у вас есть собственная электронетка!

Если у вас есть какие-либо подробные вопросы, вы хотите узнать о человеческих улучшениях, не отставать от моей работы или просто обсудить идеи, сделайте это в моем Твиттере:

@ 4Eyes6Senses Спасибо!